Что такое скрытая теплота парообразования ( ) в первую очередь? Википедия , кажется, указывает, что это энергия, используемая для преодоления межмолекулярных взаимодействий, без учета какой-либо работы, проделанной для отталкивания атмосферы, чтобы обеспечить увеличение объема при кипении жидкости.
Если это так, то будет ли правильно, что уменьшается с повышением температуры кипения, потому что при более высокой температуре кипения требуется меньше энергии для преодоления более слабых межмолекулярных взаимодействий?
В противном случае, было бы правильно сказать, что увеличивается с повышением температуры кипения, при условии постоянного объема?
Допустим, есть химический стакан, содержащий 1 кг жидкой воды при температуре кипения, и такой же химический стакан, содержащий такое же количество воды при той же температуре. Однако этот второй стакан идеально запечатан, так что объем его содержимого, как жидкого, так и газообразного, не изменится.
Поскольку обе жидкости находятся в точке кипения, применение тепла должно вызвать кипение. Тогда по сравнению с первым стаканом, потребуется ли второму стакану (теоретически) больше или меньше тепла, чтобы его 1 кг жидкой воды полностью закипел?
Спасибо!
Подсказкой здесь является само название свойства: энтальпия парообразования. По своей природе энтальпия учитывает работу, необходимую для отталкивания от атмосферы.
Вы можете увидеть влияние увеличения давления на энтальпию парообразования на диаграмме Молье. Увеличение давления в целом приводит к уменьшению энтальпии парообразования до тех пор, пока она не станет равной нулю в критической точке. На этой стадии уже не происходит фазового перехода, связанного с испарением.
Когда температура воды в стакане повышается, связи ч/б молекул рвутся, и вода начинает испаряться. когда температура достигает 100 градусов, вода начинает кипеть, но температура в стакане никогда не повышается, так как вся вода превращается в пар. Это называется скрытой теплотой парообразования. Но у второго стакана его верхняя часть полностью закрыта, поэтому пар не может выйти из стакана, поэтому давление в стакане начнет увеличиваться. Из-за давления, оказываемого паром на поверхность воды, оставшаяся молекула воды не может уйти или не может превратиться в пар (причина: давление пара на поверхности воды увеличилось). Итак, тепло, отдаваемое стакану, повышает температуру воды, а затем молекулы воды получают больше энергии и начинают испаряться. Снова давление в стакане увеличится (поскольку он находится в закрытом состоянии, пар не может выйти в атмосферу), и это высокое давление препятствует испарению оставшейся молекулы воды. Итак, если мы снова нагреем стакан, то это тепло будет поглощено оставшейся водой, температура воды снова повысится, и процесс будет продолжаться ... Это на самом деле происходит в нашей скороварке ...
Пусть будет просто.
Скрытая теплота относится к теплу, необходимому для преодоления молекулярных связей.
Скрытая теплота парообразования воды при давлении 1 бар, является . Это означает, что для разрыва межмолекулярных сил и перехода в газообразную фазу требуется столько тепла.
По мере увеличения давления на молекулы им требуется больше тепла, чтобы преодолеть действующую силу давления или уйти, и, следовательно, требуется больше скрытой теплоты.
В то время как для скрытой теплоты конденсации необходимо удалить, чтобы жидкая вода превратилась в лед при 1 бар 0 градусов с.
По мере увеличения давления действие давления помогает связывать молекулы, поэтому даже отвод меньшего количества тепла также будет полезен.
Таким образом, при увеличении давления на 100 градусов скрытая теплота парообразования также увеличивается, а при увеличении давления скрытая теплота конденсации уменьшается.
Вам потребуется больше энергии, чтобы преобразовать воду в пар в герметичном. Открытый будет свободно расширяться, а закрытый будет иметь ограниченный объем. Когда запаянная испаряется, молекулы пара толкают молекулы воздуха в емкости, увеличивая давление. С увеличением температуры кипения увеличивается и энтальпия, поэтому разница в конечной и начальной энтальпии больше.
Конечно, по мере увеличения давления увеличивается и температура кипения, и объем работы, которую необходимо совершить против атмосферы, как вы предполагаете. Но это не так. Работа, совершаемая газом = изменение объема x атмосферное давление.
Если атмосферное давление действительно выше, степень расширения испаряемого газа, необходимая для достижения равновесия давления, будет меньше.
Легче представить сценарий как фиксированный объем вещества в контейнере, который может свободно расширяться без сопротивления.
В заключение, если давление увеличивается, изменение объема уменьшается. Поэтому скрытая теплота парообразования остается постоянной.
Я думаю, что давление затрудняет испарение воды. Однако тепло снижает прочность водородных связей. Чего не учел ответ Дракончика, так это почему скрытая теплота парообразования в критической точке равна нулю?
Если вы добавите все тепло, необходимое для повышения температуры 1 литра воды от 100°C до критической точки, вы обнаружите, что это примерно половина количества тепла, необходимого для испарения воды. Это рассчитано на 4200 Дж/градус при атмосферном давлении. Однако, если вы добавите количество тепла, необходимое при различных давлениях и температурах, используя изобарную диаграмму удельной теплоемкости, вы заметите, что необходимое количество тепла действительно резко возрастает с увеличением давления, но общее количество тепла все еще ниже необходимого. . Высокая температура ослабляет водородные связи больше, чем давление увеличивает их.
пользователь41400